一种表达双功能酶的热纤梭菌重组菌株及其构建、应用制造技术

针对现有技术中整合生物糖化工艺中，半纤维素和木聚糖降解率低导致木质纤维素的糖化效率难以进一步提升的现状，本申请首先提供了特异性双功能酶CcXylGH43在热纤梭菌整合生物糖化中的应用，所述双功能酶CcXylGH43来自Clostridium clariflavum，其核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。所述特异性双功能酶CcXylGH43在热纤梭菌中表达后，不但具备良好的酶活，而且与纤维小体发生协同作用，对糖化产生了显著的促进作用，实现了不可预料的技术效果。在此基础上，本发明专利技术提供了三种表达双功能酶CcXylGH43的热纤梭菌重组菌株的构建方法，以及采用所述热纤梭菌重组菌株进行木质纤维素底物的全细胞糖化的方法。采用所述重组菌株进行整合生物糖化，其糖化产物中仅含葡萄糖和木糖，实现了木寡糖的零积累，与现有技术相比，进步显著；同时实现了木糖得率和葡萄糖得率的双提升，对于产业化应用具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合成生物学和生物质转化，具体涉及一种通过染色体整合表达双功能酶clocl_0074（ccxyl43c）的重组热纤梭菌（clostridium thermocellum）及其在提高木质纤维素糖化效率中的应用。

技术介绍

1、木质纤维素是一种可持续的碳源，具有难降解的结构和复杂的成分；其主要由纤维素、半纤维素、木质素三种成分组成，形成紧密交联的三维结构。木质纤维素糖化是将木质纤维素生物质（如秸秆、木材、甘蔗渣等）转化为可发酵糖的关键步骤，是生物燃料和生物基化学品生产的重要环节。然而，其复杂的结构和组成形成了天然的抗降解屏障，使得高效、低成本的糖化技术成为该领域的核心挑战。除纤维素外，半纤维素（主要为木聚糖）的水解也至关重要，这主要是因为：1）木聚糖水解后得到的单体木糖被视为可发酵糖，可以被多种微生物利用；2）木聚糖的存在会抑制纤维素的水解。

2、目前，从木质纤维素到可发酵糖的转化，主要依赖于纤维素水解酶和半纤维素水解酶两类酶的共同作用。但采用游离纤维素酶的糖化依赖商业纤维素酶，不但酶成本高昂，而且易受产物抑制（如纤维二糖反馈抑制）。专本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.特异性双功能酶CcXylGH43在热纤梭菌整合生物糖化中的应用，其特征在于：所述双功能酶CcXylGH43的核苷酸序列如SEQ ID NO：1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：将所述双功能酶CcXylGH43引入热纤梭菌，构建重组菌株。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：将所述双功能酶CcXylGH43引入热纤梭菌的具体方法为：采用质粒转化策略或者染色体整合策略。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述质粒转化策略为：将CcXylGH43基因克隆到pHK质粒中，然后转化到染色体整合有β-葡萄糖苷酶基因CaBglA的底...

【技术特征摘要】

1.特异性双功能酶ccxylgh43在热纤梭菌整合生物糖化中的应用，其特征在于：所述双功能酶ccxylgh43的核苷酸序列如seq id no：1所示。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：将所述双功能酶ccxylgh43引入热纤梭菌，构建重组菌株。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：将所述双功能酶ccxylgh43引入热纤梭菌的具体方法为：采用质粒转化策略或者染色体整合策略。

4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述质粒转化策略为：将ccxylgh43基因克隆到phk质粒中，然后转化到染色体整合有β-葡萄糖苷酶基因cabgla的底盘菌株。

5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所述染色体整合策略为：将ccxylgh43基因与β-葡萄糖苷酶基因cabgla共整合于底盘菌株的染色体。

6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯银刚，刘亚君，王晓晴，肖敏，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：